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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Turbolader
mit verstellbaren Turbineneinlassgeometrien. Insbesondere stellt
die vorliegende Erfindung eine vereinfachte strukturelle Anordnung
zur Positionierung mehrerer aerodynamischer Leitschaufeln in der
Einlassdüse
des Turbinengehäuses
und ein integriertes Stellglied zur Steuerung der Leitschaufelposition
bereit.
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Beschreibung
der verwandten Technik
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Bei
einem Turbolader ist es oftmals wünschenswert, den Abgasstrom
in die Turbine zu steuern, um den Wirkungsgrad oder den Betriebsbereich zu
verbessern. Es sind verschiedene Konfigurationen von verstellbaren
Düsen eingesetzt
worden, um den Abgasstrom zu steuern. Ein erfolgreich in vorbekannten
Turboladern verwendeter Lösungsansatz sind
mehrere Schwenkleitschaufeln, die ringförmig um den Turbineneinlass
angeordnet sind und gemeinsam gesteuert werden, um den Halsbereich
der Durchgänge
zwischen den Leitschaufeln zu ändern. In
den
US-PS 4,679,984 von
Swihart et al. mit dem Titel „Actuation
System for Variable Nozzle Turbine" und 4,804,316 von Fleury mit dem Titel „Suspension for
the Pivoting Vane Actuation Mechanism of a Variable Nozzle Turbocharger", die die gleiche
Rechtsnachfolgerin wie die vorliegende Anmeldung haben, werden verschiedene
Lösungsansätze für dieses Verfahren
zur Implementation einer verstellbaren Düse offenbart.
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Insbesondere
offenbart die
US 4,679,984 einen
Turbolader mit einer verstellbaren Leitschaufelanordnung. Mehrere
schwenkbare Leitschaufeln sind zwischen der Turboladermontageplatte und
dem Verstellring auf einer Seite und einer von dem Turbinengehäuse unabhängigen ringförmigen Seitenwand
auf der anderen Seite angebracht. Jede Leitschaufel enthält einen
Antriebszapfen, der die Leitschaufel als Reaktion auf eine Drehbewegung
des Verstellrings schwenkt. Um dies zu erreichen, weist der Verstellring
mehrere Schlitze an seiner radialen Innenfläche auf, die jeweils einen
Leitschaufelantriebszapfen aufnehmen.
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Obgleich
Turbolader mit verstellbarer Düse mit
mehreren Leitschaufeln den Gesamtwirkungsgrad und das Vermögen von
Turboladern bedeutend verbessert haben, hat die Komplexität von Trag-
und Betätigungskonstruktionen
für die
Leitschaufeln die Herstellungskosten erhöht und gelegentlich auch Wartungsprobleme
verursacht. Deshalb ist es wünschenswert,
die Komplexität
und die Anzahl von Teilen von strukturellen Anordnungen mit verstellbarer Düse zu verringern
und die Betätigungssysteme
zu verbessern, um die Zuverlässigkeit
zu erhöhen
und die Herstellungskosten von diese einsetzenden Turboladern zu
verringern.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Turbolader mit verstellbaren Leitschaufeln gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält
ein Turbinengehäuse
mit einem standardmäßigen Einlass
für Abgas
und einem Auslass zum Abgassystem des Motors. Ein Diffusor ist am
Einlass angeschlossen und eine integrale äußere Düsenwand ist neben dem Diffusor
im Turbinengehäusegussteil
enthalten. Ein Mittelgehäuse
ist am Turbinengehäuse
befestigt. Eine mittlere Bohrung im Mittelgehäuse trägt eine Lageranordnung. Ein
Kompressorgehäuse
mit einem Lufteinlass und einem Druckluftauslass ist am Mittelgehäuse befestigt.
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Ein
Turbinenrad wird im Turbinengehäuse getragen
und ist an einer sich durch das Mittelgehäuse erstreckenden Welle angebracht,
die von der Lageranordnung gestützt wird.
Die Welle ist distal zu dem Turbinenrad an einem Kompressorlaufrad
angebracht, das in dem Kompressorgehäuse getragen wird.
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Mehrere
Leitschaufeln mit Drehstäben,
die sich von einer ersten, zu der äußeren Düsenwand im Wesentlichen parallelen
Fläche
weg erstrecken, stellen die variable Düse bereit. Die Stäbe werden
in in Umfangsrichtung beabstandeten Öffnungen in der äußeren Düsenwand
aufgenommen. Weiterhin weisen die Leitschaufeln Betätigungsnasen
auf, die sich von der gegenüberliegenden
(das heißt
zweiten), zur ersten Fläche
distalen Fläche
der Leitschaufeln erstrecken. Ein Verstellring steht zwischen dem
Mittelgehäuse
und den Leitschaufeln in Eingriff, wobei der Verstellring mehrere
profilierte Schlitze aufweist, deren Anzahl gleich der Anzahl der
Leitschaufeln ist. Die Schlitze sind schräg zu einem Umfang des Verstellrings
ausgerichtet und nehmen die Nasen auf. Die profilierten Flächen der
Schlitze nehmen während
der translatorischen Verschiebung die im Wesentlichen flachen Seiten
der Nasen an verschiedenen Flächen
in Eingriff, um eine optimale Steuerung und Verschleißverminderung
zu gewährleisten,
wobei die Schlitze so konfiguriert sind, dass sie zwischen den im
Wesentlichen flachen Seiten und den Innenflächen der Schlitze einen verlängerten
Eingriff bereitstellen.
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Die
Betätigung
des Verstellrings erfolgt durch einen radialen Schlitz im Verstellring
und eine Kurbelwelle mit einem in den radialen Schlitz eingreifenden
Ring. Die Kurbelwelle ist aus einer ersten Position in eine zweite
Position kontinuierlich beweglich, wodurch bewirkt wird, dass sich
der Stift im radialen Schlitz translatorisch bewegt und eine Kraft
senkrecht zum radialen Schlitz ausübt, um eine Drehbewegung des
Verstellrings zu erzwingen. Die Drehbewegung des Verstellrings bewirkt,
dass die Nasen die Betätigungsschlitze
von einem ersten Ende des Schlitzes zu einem zweiten Ende des Schlitzes durchqueren.
Die schräge
Ausrichtung der Schlitze verursacht eine stufenlos variable Drehung
der Leitschaufeln aus einer ersten, geöffneten Position in eine zweite,
geschlossene Position. Vorzugsweise weisen die Betätigungsschlitze
ein Profil auf, das zur Bereitstellung eines maximalen Eingriffs
einer ersten Seite jeder Nase mit der am ersten Ende und am zweiten
Ende des Schlitzes angeordneten Nase und eines maximalen Eingriffs
einer zweiten Seite jeder Nase mit der im Schlitz zwischen dem ersten
und dem zweiten Ende angeordnete Nase ausgelegt ist.
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Ein
integrales hydraulisches Stellglied stellt in der Regel den Betätigungsmechanismus
für die Kurbelwelle
bereit. Das in einer Nabe im Mittelgehäuse angebrachte Stellglied
verwendet einen Kolben und eine durch eine Zahnstange an der Kurbelwelle zur
Positionssteuerung der Leitschaufeln befestigte Kolbenstange. Durch
ein elektromagnetgesteuertes Mehrwegeventil mit direkter Rückkopplung
durch einen neben dem Ritzel an der Kurbelwelle angebrachten Mitnehmer
wird hydraulischer Druck zur Betätigung
des Kolbens geliefert.
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Insbesondere
umfasst das im Turbolader mit verstellbaren Leitschaufeln gemäß der vorliegenden Erfindung
enthaltende bewegbare Mittel vorzugsweise ein integral mit dem Mittelgehäuse ausgebildetes hydraulisches
Stellglied, das einen Kolben aufweist, der zur Hin- und Herbewegung
senkrecht zur Kurbelwelle in einer integral im Mittelgehäuse gegossenen Nabe
aufgenommen wird. Eine Kolbenstange ist am Kolben an einem ersten
Ende befestigt. Des Weiteren ist ein Mittel zur Befestigung der
Kolbenstange an der Kurbelwelle enthalten, wobei das Befestigungsmittel
eine Hin- und Herbewegung der Stange in eine Drehbewegung der Welle
umwandelt. Darüber
hinaus umfasst das hydraulische Stellglied ein Mittel zum steuerbaren
Verstellen von hydraulischem Druck auf einander gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens, um eine Bewegung aus einer ersten Position,
die der ersten Position der Kurbelwelle entspricht, in eine zweite
Position, die der zweiten Position der Kurbelwelle entspricht, einzuleiten.
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Besonders
bevorzugt umfasst das oben beschriebene Befestigungsmittel zur Befestigung
der Kolbenstange an der Kurbelwelle eine Zahnstange an der Kolbenstange
und ein Ritzel auf der Kurbelwelle.
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Des
Weiteren umfasst das oben beschriebene Mittel zur steuerbaren Verstellung
des hydraulischen Drucks vorzugsweise einen hydraulischen Ventilschaft
mit mehreren Öffnungen,
der durch einen durch eine Vorbelastungsfeder im Gleichgewicht stehenden
Elektromagneten mit variablem Strom bewegbar ist. Darüber hinaus
umfasst das Verstellmittel eine hydraulische Druckquelle in Verbindung
mit einer ersten Öffnung,
wenn sich der Schaft in einer ersten Position befindet, und einer
zweiten Öffnung, wenn
sich der Schaft in einer zweiten Position befindet, und des Weiteren
einen hydraulischen Abfluss in Verbindung mit einer dritten Öffnung,
wenn sich der Schaft in der ersten Position befindet, und einer
vierten Öffnung,
wenn sich der Schaft in der zweiten Position befindet. Des Weiteren
ist in dem Verstellmittel eine erste Leitung in Verbindung mit einer
ersten Seite des Kolbens und in Verbindung mit der ersten Öffnung,
wenn sich der Schaft in der ersten Position befindet, und der vierten Öffnung,
wenn sich der Schaft in der zweiten Position befindet, enthalten.
Weiterhin ist eine zweite Leitung in Verbindung mit einer zweiten
Seite des Kolbens und in Verbindung mit der dritten Öffnung,
wenn sich der Schaft in der ersten Position befindet, und der zweiten Öffnung,
wenn sich der Schaft in der zweiten Position befindet, enthalten. Schließlich ist
im Verstellmittel weiterhin ein an der Kurbelwelle angeordneter
Mitnehmer enthalten, der mit der Vorbelastungsfeder in Wirkeingriff
steht.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst der Turbolader mit verstellbaren Leitschaufeln Betätigungsschlitze,
die nicht durchgehend sind, und weiterhin einen ringförmigen Kanal
in dem Mittelgehäuse,
der den Verstellring eng aufnimmt, und ein Mittel zur Zuführung von
Druckluft zu dem Kanal, um den Verstellring in engen Kontakt mit
der zweiten Fläche
der Leitschaufeln zu drängen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand
der ausführlichen Beschreibung
und Zeichnungen besser verständlich; in
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
auseinander gezogene Ansicht einer Ausführungsform eines Turboladers
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Seitenansicht des Turbinengehäuses,
des Mittelgehäuses
und der Kompressormontageplatte mit Turbinenwellenradanordnung und Kompressorlaufrad,
die von dem Lagersystem gestützt
werden;
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3 eine
Endschnittansicht durch das Mittelgehäuse, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, die eine integrale Betätigungsventilanordnung
umfasst;
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4 eine
Teilansicht einer alternativen Ventilkolbenanordnung;
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5a eine
Ansicht entlang der Linie G-G von 3, wobei
die 5b–c
Schnittansichten der sich vom Betätigungsventil zu dem die Düsenleitschaufeln
in Eingriff nehmenden Verstellring erstreckenden Kurbelwellenanordnung
bereitstellen;
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6a–e Endansichten
des Verstellrings und der Düsenleitschaufeln,
die die variablen Leitschaufelpositionen und die strukturelle Betätigungsanordnung
zeigen;
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7 eine
umgekehrte Endansicht einer alternativen Ausführungsform des Verstellrings,
die eine nicht durchgehende Aussparungsausführung zum Druckausgleich zeigt;
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8 eine
schematische Seitenansicht des Verstellrings von 7 und
von im Turbinengehäuse angebrachten
Leitschaufeln zur Darstellung des Druckausgleichs zur Leitschaufeltoleranzssteuerung;
und
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9a–e schematische
Seitenansichten der Betätigungsventilöffnungs-
und Kolbenkonstruktion zur Steuerung der Leitschaufelposition.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Auf
die Zeichnungen Bezug nehmend, enthält die in 1 gezeigte
erfindungsgemäße Ausführungsform
ein Kompressorgehäuse 10,
das unter Verwendung von zwei oder mehr durch Schrauben 16 befestigten
Klemmen 14 mit einer Montageplatte 12 verbunden
ist. Die Montageplatte ist mit mehreren Schrauben 20 und
einem Dichtungsring 22 am Mittelgehäuse 18 angebracht.
Ein Turbinengehäuse 24 ist unter
Verwendung von mehreren durch Schrauben 28 befestigten
Klemmen 26 mit dem Mittelgehäuse verbunden. Ein Turbinenrad
und eine Wellenanordnung 30 werden im Turbinengehäuse getragen.
Abgas oder ein anderes hochenergetisches Gas, das den Turbolader
versorgt, tritt durch den Einlass 32 in das Turbinengehäuse ein
und wird durch den Diffusor im Turbinengehäuse für einen im Wesentlichen radialen
Eintritt in das Turbinenrad durch einen Umfangsdüseneinlass 34 verteilt.
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Mehrere
Leitschaufeln 36 sind unter Verwendung von Stäben 40,
die sich von den Leitschaufeln zum Dreheingriff mit Löchern 42 in
einer Düsenwand erstrecken,
an dieser maschinell im Turbinengehäuse herausgearbeiteten Düsenwand 38 angebracht. Betätigungsnasen 44 erstrecken
sich von den Leitschaufeln und greifen in Schlitze 46 im
Verstellring 48 ein, der als die zweite Düsenwand
wirkt. Die Konfiguration der Nasen, Schlitze und des Verstellrings
wird anschließend
näher erläutert. Eine
Stellgliedkurbel 40 schließt an einem ersten Ende in
einem Hebelarm 52 ab, der einen Stift 54 zur Ineingriffnahme
eines elliptischen Schlitzes 56 im Verstellring zur Drehung des
Rings, wie später
erläutert,
trägt.
Die Kurbel erstreckt sich durch eine Buchse 60 und ein
Zahnrad 62, das durch einen Stift 64 an der Kurbel
befestigt und in einem Endlager 66 aufgenommen ist, das
mit einer Öffnung 68 in
der Kurbelnabel zusammengefügt
ist, in eine Nabe 58 im Mittelgehäusegussteil. Ein O-Ring 70 dichtet
das Endlager ab, und ein Schnappring 72 befestigt das Endlager
in der Öffnung 68.
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Ein
Lagersystem mit zwei Zapfenlagern 74 und einem Laberabstandshalter 76 stützen die
Wellenradanordnung in der mittleren Bohrung 78 des Mittelgehäuses. Des
Weiteren erstreckt sich die Welle durch einen Druckring 80,
der ein zwischen dem Mittelgehäuse
und der Kompressormontageplatte getragenes Drucklager 82 in
Eingriff nimmt. Ein Kolbenring 84 dichtet den Druckring
gegen die Wellenbohrung in der Montageplatte ab. Die Aufstapelung
der Wellenradanordnung im Turbinengehäuse, des Mittelgehäuses und
der Montageplatte ist am besten in 2 zu sehen.
Der Verstellring und die Leitschaufel sind der Übersicht halber nicht gezeigt.
Das Kompressorlaufrad 160 ist an der Wellenradanordnung
befestigt.
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Wieder
auf 1 Bezug nehmend, ist das integrierte Stellglied
für den
Turbolader in einer Stellgliednabe 82 im Gussteil des Mittelgehäuses 18 untergebracht.
Ein Magnetventil 84 ist in einer Öffnung an einem Ende der Nabe
angebracht, während
die Betätigungskomponenten
in einer zweiten Öffnung am
gegenüberliegenden
Ende der Nabe angebracht sind. Die Betätigungskomponenten enthalten
einen Kolben 86, der eine Stange 88 mit einer
Zahnstange 90 enthält,
die das auf der Kurbelwelle 50 angebrachte Zahnrad 62 in
Eingriff nimmt. Eine Ringdichtung 92 umgibt den Kolbenumfang
und dichtet den Kolben in der Bohrung der Stellgliednabe ab. Zusätzliche
Ringdichtungen 94 und 96 dichten die Kolbenstange
gegen eine Stangenbohrung kleineren Durchmessers als die Kolbenbohrung
ab. Die Kolbenbohrung ist abgedichtet, wobei ein Kolbenende 98 mit
einem Schnappring 100 in der Bohrung gehalten wird. Eine Schraube 102 ist
in einem Gewindeloch im Kolbenende zur Verwendung bei der Betätigung des
Kolbenendes eingesetzt. Eine zusätzliche
Ringdichtung 104 dichtet das Kolbenende gegen die Bohrung
ab. Als Alternative dazu wird ein Frostschutzstopfen 106 als
Ersatz für
das Kolbenende eingesetzt. Das Magnetventil ist mit einer durch
eine Schraube 110 gehaltenen Halterung 108 an
der Nabe befestigt. Bohrungsstopfen 112 und 114 dichten
die Sackenden von Betätigungsdurchgängen in
der Stellgliednabe ab, während
Stahlkugeln 116 zur Abdichtung anderer Betätigungsdurchgänge, die
anschließend
ausführlicher
beschrieben werden, eingesetzt werden.
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2 ist
eine Seitenansicht des Turboladers, die das montierte Turbinengehäuse, Mittelgehäuse und
die Kompressormontageplatte mit der Turbinenwellenradanordnung und
dem Kompressorlaufrad, die von der Lageranordnung gestützt werden,
zeigt.
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3 ist
eine Endschnittansicht durch die Stellgliednabe und die montierten
Komponenten. 4 zeigt die alternative Frostschutzstopfenanordnung
zur Abdichtung der Kolbenbohrung.
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Wie
am besten in 2 zu sehen, enthält das Mittelgehäuse einen
Hauptgussteil und eine Turbinengehäusemontageplatte 120 zur
Befestigung des Mittelgehäuses
am Turbinengehäuse
mit Schrauben, wie zuvor beschrieben. 5a ist
eine Schnittansicht, die die Kurbelwellenanordnung mit der Buchse 60 des
Zahnrads 62, die im Hauptgussteil des Mittelgehäuses angebracht
ist, wobei sich die Kurbelwelle über
den Luftspalt zwischen dem Hauptgussteil und der Turbinengehäusemontageplatte
und in eine Öffnung
in der Montageplatte erstreckt. 5b zeigt
die Einzelheiten der Kurbelwellendichtungsanordnung in der Montageplattenöffnung.
Eine erste metallische Ringdichtung 122 mit einem ersten Durchmesser
wird zur Abdichtung eines Innendurchmessers der Öffnung 124 verwendet,
während
eine zweite metallische Ringdichtung 126 in Kombination mit
der ersten Dichtung verwendet wird, um einen zweiten, größeren Durchmesser 128 der Öffnung abzudichten.
Diese Anordnung gestattet weitere Abdichtung bei ungleichmäßiger Wärmeausdehnung des
Hauptgussteils und der Montageplatte im Betrieb. 5b zeigt
die Konfiguration im Betrieb, wobei die Temperatur der Montageplatte
den Hauptteil mit sich ergebender größerer Ausdehnung übertrifft, während 5c die
Anordnung mit Nenntoleranz bei einer gemeinsamen Temperatur für den Hauptgussteil
und die Montageplatte zeigt.
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Die
Düsenleitschaufeln 36 in
der Turbineneinlassdüse
werden durch den Verstellring 48 betätigt. 6a zeigt
den Verstellring, der von dem Endstift 54 der Kurbelwelle 50 in
einem radialen Schlitz 130 in Eingriff genommen wird. Durch
Drehung der Kurbelwelle wird bewirkt, dass der versetzte Endstift den
radialen Schlitz durchquert, was zu einer Drehung des Verstellrings
führt.
Die Leitschaufeln, die zur Drehung an Zapfen 40 angebracht
sind, welche sich in Aufnahmelöcher 42 in
der Düsenwand
des Turbinengehäuses
erstrecken, weisen Führungsnasen 132 auf,
die in den Schlitzen 46 im Verstellring aufgenommen werden.
Während
sich der Verstellring dreht, bewirkt die Bewegung der Schlitze,
dass sich die Nasen von einem Ende des Schlitzes zum anderen bewegen,
was zu einer Drehung der Leitschaufeln aus einer ersten, ganz geöffneten
Position, über eine
in 6a gezeigte neutrale Position in eine ganz geschlossene
Position führt. 6b zeigt
als Durchsicht die ganz geöffnete,
die neutrale und die ganz geschlossene Position der Leitschaufeln
mit Nasenpositionierung in den Schlitzen. 6c ist
eine vergrößerte Ansicht
des Verstellringschlitzes, wobei die Nase in mehreren Positionen
gezeigt wird. Die Nase weist im Wesentlichen flache Seiten 134 und 136 auf,
die für
einen verlängerten
Eingriff der Schlitzwand durch die Nase führen, um Punktverschleiß an der
Nase zu verringern. Das Profil des Schlitzes, der nicht rein oval
ist, ist zur Bereitstellung eines maximalen Eingriffs mit der Nase
ausgelegt, während
die erste Seite 134 der Nase am offenen und geschlossenen
Endpunkt mit maximaler Fläche und
die zweite Seite 136 während
der Zwischenpositionierung der Leitschaufeln in Eingriff genommen werden.
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Bei
der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform zeigt 6d die
ganz geöffnete
und die ganz geschlossene Position der Leitschaufeln. Es wird eine
Drehung der Leitschaufeln von 22 Grad bereitgestellt.
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Bei
gewissen Anwendungen ist ein Druckausgleich der Befestigung der
Leitschaufeln in der Düse
wünschenswert. 7 zeigt
eine Ausführungsform
des Verstellrings 48, die nicht durchgehende Schlitze 46 enthält, während eine
nicht durchgehende Aussparung 138 auf der Rückseite
des Rings mit in die Aussparung hineingearbeiteten Drucköffnungen 140 bereitgestellt
wird. 8 ist ein Detailseitenschnitt des die Leitschaufeln
in der Düse
in Eingriff nehmenden ausgesparten Verstellrings. Bei der gezeigten
Anordnung wird der ausgesparte Rückteil 138 des
Verstellrings durch den durch Tolerierung des Montagekanals 144 in
der Montageplatte 120 vorgesehenen Spalt 142 durch
die Öffnungen 140 mit Druck
des in die Düse
eintretenden Abgases beaufschlagt. Als Alternative dazu wird durch
die Montageplatte ein Zufuhrloch 14 in den Verstellringmontagekanal
nahe der Position der Öffnungen 144 vorgesehen.
Gesamtdruck des Abgases drückt
den Verstellring gegen die Leitschaufeln, die wiederum gegen die Düsenfläche 38 im
Turbinengehäuse
gedrückt
werden. Die die Leitschaufelzapfen 40 aufnehmenden Löcher 42 sind
mit ausreichender Tiefe vorgesehen, damit die Leitschaufeln in engem
Kontakt mit der Düsenfläche und
dem Verstellring für
minimale Leitschaufelleckage gehalten werden können.
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Die
Betätigung
der Leitschaufeln wird durch das Magnetventil 84 und die
zuvor beschriebenen Betätigungskomponenten
eingeleitet. Die 9a bis 9e zeigen
die verschiedenen Stadien des Betätigungskolbens 86 und
seiner Kolbenstange 88, die über die Zahnstange 90 das
Zahnrad 62 antreibt. Das Magnetventil wird durch eine Feder 150 mit
einer eine im Zahnradkörper
herausgearbeitete Kurve 154 in Eingriff nehmenden Kappe 152 beaufschlagt. Dann
werden verschiedene, später
beschriebene Öffnungen
geöffnet
und geschlossen, wodurch der Kolben hydraulisch positioniert wird,
der durch den mechanischen geschlossenen Kreis des Zahnstangenmechanismus
für eine
Zwangssteuerung der Position der Kurbelwelle und deshalb des Verstellrings sorgt.
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Das
Magnetventil ist ein hydraulisches Proportionalservo-4-Wege-Stellgliedsteuerventil.
Wie in 9a gezeigt, ist, wenn der Elektromagnet
nicht mit Strom versorgt wird, Öffnung
A geöffnet, Öffnung B (oberes
Ende des Kolbens) wird mit der Ablauföffnung D verbunden. Wie in 9b gezeigt,
wird, wenn Öldruck
von dem Motor angelegt wird, an dem der Turbolader montiert ist, Öldruck direkt
durch die Öffnung
A in den Boden des Kolbens geleitet, wodurch die Leitschaufeln in
eine ganz geöffnete
Position platziert werden. Wenn an dem Elektromagneten Strom angelegt
wird, wird Öffnung
A geschlossen, Öffnung
A (Boden des Kolbens) wird mit dem Ablauf verbunden, Öffnung B öffnet sich
und Öldruck
wird zum oberen Ende des Kolbens geleitet, wodurch sich der Kolben
nach links bewegt und damit beginnt, die Leitschaufeln zu schließen.
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9c zeigt
den Zustand der Betätigungssysteme
mit einem geringen Ausgleichszustandstrom im Elektromagneten. Öffnung A
ist geschlossen, Öffnung
B ist geschlossen, und die Leitschaufeln werden als Funktion des
angelegten Stroms positioniert. 9d zeigt,
dass, wenn der Ström
vergrößert wird, Öffnung B
geöffnet
wird und Öldruck
zum oberen Ende des Kolbens leitet. Öffnung A ist mit dem Ablauf
verbunden, und der Kolben bewegt sich nach links, wobei sich die
Leitschaufeln in die Schließrichtung
bewegen. Nach einer endlichen Zeit stabilisiert sich das System
in einem ausgeglichenen Zustand mit großem Strom, wie in 5e gezeigt, wobei Öffnung A und Öffnung B
geschlossen sind und die Leitschaufeln als eine Funktion des angelegten
Stroms positioniert werden. Wenn voller Strom an den Elektromagneten
angelegt wird, wird Öffnung
B geschlossen, wobei Öldruck
zum oberen Ende des Kolbens geleitet wird, während Öffnung A mit dem Ablauf verbunden
wird und sich der Kolben nach links bewegt, bis eine ganz geschlossene
Leitschaufelposition erreicht ist. Ist kein Strom am Elektromagneten angelegt,
dann kehrt das Betätigungssystem
in den in 9a gezeigten Zustand zurück, wobei
die Leitschaufeln ganz geöffnet
sind.
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Nachdem
die Erfindung nun, wie durch das Patentgesetz erfordert, vollständig beschrieben
worden ist, sind Fachleute in der Lage, Modifikationen und Änderungen
an den hier offenbarten speziellen Ausführungsformen aufzuzeigen. Solche
Modifikationen und Änderungen liegen
im Schutzbereich der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert wird.